CSFB用户增加对SGS接口信令负荷的影响研究

张巍山

【摘要】 CS Fallback语音业务，是一种协议规定的电路域回落语音解决方案，CSFB技术适用于2G/3G电路域与TD-LTE的无线网络重叠覆盖的场景，网络结构简单，在部署IMS系统初期，能有效利用现有CS网络投资，本文基于此场景分析LTE用户的增加对SGS接口信令负荷的影响，核算CS域的设备处理能力，安全保障LTE用户的增加对CS域设备的信令冲击，保证现网CS域设备安全运营。

【关键词】 CSFB SGS接口

一、LTE网络语音的CSFB实现原理

为实现CSFB，需要在MME和3G/2G网络的MSC设备之间建立SGs接口。SGs关联在CSFB技术中起着桥梁作用，能够将两个不同的系统联系起来，实现用户在不同系统间的语音业务连续。所谓为用户建立了SGs关联，就是在VLR中保存了用户的MME的地址，而同时也在MME中保存了用户的VLR的地址。

支持CSFB的终端必须具有多模能力，既能通过E-UTRAN接入到EPC，也能通过GERAN/UTRAN接入到CS域。具有CSFB能力的终端必须能够执行联合的RAU/LAU附着、位置更新和去附着程序。原有3G/2G网络中的MSC为支持CSFB功能，需要新增到MME的SGs接口，支持SGs协议栈，维护SGs关联；并且在SGs接口和Iu/A接口并行地寻呼用户，支持和MME的联合移动性管理等功能。对于原有3G/2G网络的无线子系统（基站、基站控制器），需要增加LTE的邻小区配置，为让终端在CSFB到3G/2G网络后的语音业务结束后，尽快回到LTE网络。

二、SGS接口实现功能

CS Fallback特性中，最主要的接口是SGs接口，它是MME和MSC Server之间的接口，用来处理EPS和CS域之间的移动性管理和语音业务寻呼。SGs接口中，SGsAP（SGs Application Part）作为SGs的应用层协议。SCTP协议作为传输层协议，用于保证传输的可靠性。该接口可实现功能如下：

1、移动性管理：SGs接口类似于3G的Gs接口，通过该接口可以完成联合附着、联合位置更新、IMSI/EPS detach功能。

2、语音寻呼：UE的主叫业务不经过SGs接口，因为 MME收到带有UE发送的CSFB标识（指示回落）后，直接通过eNodeB指示UE回落到CS域。当UE有被叫业务时，Paging消息经CS发送到MME，由MME发起回落流程。被叫回落流程和主叫回落流程类似。

三、SGS接口负荷分析统计

经过对某省移动公司CS域现网设备的压力测试情况进行统计，SGS接口测试数据见表1。

根据SGS接口统计数据得知，爱立信、华为、诺西设备测试时极限处理能力与厂家提供的理論值一致，但是统计数据显示：信令冲击系数对MSC进行评估，发现目前爱立信和华为SGS接口MSC处理能力不足以承受类似最大场景的信令冲击。

根据现网最大场景时的信令冲击，得出SGS接口容灾系数公式：？= （24184（冲击量））/（249013（用户数））≈0.097，通过用户数和容灾系数可计算出SGS接口极限信令冲击量，根据现网的情况，可计算出现网SGS接口和POOL内SGS接口全开时对每个MSC的极限信令冲击量；通过对比单局点实际最大处理能力和极端场景信令冲击量，根据分析可知华为、爱立信硬件平台在双SGS接口和SGS接口全开时都不能满足极端场景下的信令冲击需求。

四、后续建议

随着日益增长的业务需求和设备的老旧，现网设备将会承受越来越大的压力，基于现网实际情况，主要在现有硬件条件下进行改造和扩容，对SGS接口数量进行扩容；所有交换机开启SGS接口仍然不能应对现网极端情况下的信令冲，设备处理能力将远远不能满足现网需求，建议将SGS接口SERVER的硬件平台进行替换。